Curriculum Physique 11e

Subject: 
Physics
Grade: 
Grade 11
Big Ideas: 
An object’s motion can be predicted, analyzed, and described.
Forces influence the motion of an object.
Energy is found in different forms, is conserved, and has the ability to do work.
Mechanical waves transfer energy but not matter.
 
Big Ideas Elaborations: 
  • motion:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • How can uniform motion and uniform acceleration be modelled?
      • How can the path of a projectile be changed?
  • Forces:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • How can forces change the motion of an object?
      • How can Newton’s laws be used to explain changes in motion?
  • Energy:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • What is the relationship between work, energy, and power in a system?
      • How are the conservation laws applied in parallel and series circuits?
      • Why can’t a machine be 100% efficient?
  • waves:
    • Sample questions to support inquiry with students:
      • What are the factors that affect wave behaviours?
      • How would you investigate the relationships between the properties of a wave and properties of the medium?
      • How can you determine which harmonics are audible in different musical instruments?
Curricular Competencies: 
Questioning and predicting
  • Questioning and predicting
  • Demonstrate a sustained intellectual curiosity about a scientific topic or problem of personal, local, or global interest
  • Make observations aimed at identifying their own questions, including increasingly abstract ones, about the natural world
  • Formulate multiple hypotheses and predict multiple outcomes
Planning and conducting
  • Planning and conducting
  • Collaboratively and individually plan, select, and use appropriate investigation methods, including field work and lab experiments, to collect reliable data (qualitative and quantitative)
  • Assess risks and address ethical, cultural, and/or environmental issues associated with their proposed methods
  • Use appropriate SI units and appropriate equipment, including digital technologies, to systematically and accurately collect and record data
  • Apply the concepts of accuracy and precision to experimental procedures and data:
    • significant figures
    • uncertainty
    • scientific notation
Processing and analyzing data and information
  • Processing and analyzing data and information
  • Experience and interpret the local environment
  • Apply First Peoples perspectives and knowledge, other ways of knowing, and local knowledge as sources of information
  • Seek and analyze patterns, trends, and connections in data, including describing relationships between variables, performing calculations, and identifying inconsistencies
  • Construct, analyze, and interpret graphs, models, and/or diagrams
  • Use knowledge of scientific concepts to draw conclusions that are consistent with evidence
  • Analyze cause-and-effect relationships
Evaluating
  • Evaluating
  • Evaluate their methods and experimental conditions, including identifying sources of error or uncertainty, confounding variables, and possible alternative explanations and conclusions
  • Describe specific ways to improve their investigation methods and the quality of their data
  • Evaluate the validity and limitations of a model or analogy in relation to the phenomenon modelled
  • Demonstrate an awareness of assumptions, question information given, and identify bias in their own work and in primary and secondary sources
  • Consider the changes in knowledge over time as tools and technologies have developed
  • Connect scientific explorations to careers in science
  • Exercise a healthy, informed skepticism and use scientific knowledge and findings to form their own investigations to evaluate claims in primary and secondary sources
  • Consider social, ethical, and environmental implications of the findings from their own and others’ investigations
  • Critically analyze the validity of information in primary and secondary sources and evaluate the approaches used to solve problems
  • Assess risks in the context of personal safety and social responsibility
Applying and innovating
  • Applying and innovating
  • Contribute to care for self, others, community, and world through individual or collaborative approaches
  • Co-operatively design projects with local and/or global connections and applications
  • Contribute to finding solutions to problems at a local and/or global level through inquiry
  • Implement multiple strategies to solve problems in real-life, applied, and conceptual situations
  • Consider the role of scientists in innovation
Communicating
  • Communicating
  • Formulate physical or mental theoretical models to describe a phenomenon
  • Communicate scientific ideas and information, and perhaps a suggested course of action, for a specific purpose and audience, constructing evidence-based arguments and using appropriate scientific language, conventions, and representations
  • Express and reflect on a variety of experiences, perspectives, and worldviews through place
Curricular Competencies Elaborations: 
  • Questioning and predicting:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Make observations to determine the effect that launch angle has on the path of a projectile.
      • Generate a hypothesis about the factors that affect the force of friction.
      • Find examples of simple machines developed by local First Peoples.
      • Observe the similarities and differences between series and parallel circuits.
      • Observe waves in natural settings (e.g., lakes, oceans, rivers).
  • Planning and conducting:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Choose appropriate equipment and variables to experimentally determine acceleration due to gravity.
      • Collect accurate and precise data to determine a spring constant, using correct units.
      • Compare weight measurements from a stationary and accelerating elevator (i.e., apparent weight).
      • Collect voltage and current data with analog and digital tools using appropriate units.
      • Use a calorimeter to collect accurate and precise data needed to determine specific heat capacity.
      • What data are needed to determine the speed of sound in air?
  • Processing and analyzing data and information:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Derive equations and construct diagrams that use graphical vector addition or subtraction to determine a resultant for a physical phenomenon (e.g., displacement of an object, change in velocity or acceleration of an object, Fnet equations).
      • Compare an experimental result with a theoretical result and calculate % error or difference (e.g., acceleration due to gravity, coefficient of friction).
      • Diagram the orthogonal components of the forces acting on an object on a horizontal surface and an inclined plane.
      • Interpret free-body diagrams to develop an equation that describes the motion of an object.
      • Create and interpret circuit diagrams.
      • Identify wave behaviour patterns in mediums with different properties (e.g., material, fixed/open-end, densities).
  • Evaluating:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Identify sources of random and systematic error in lab activities.
      • Investigate assumptions regarding surface area and the force of friction.
      • What are the limitations of free-body diagrams?
      • What explanations can you offer when your experimental data show that energy is not conserved?
      • Describe ways to improve accuracy and precision when launching projectiles.
      • Consider the social and environmental implications of noise pollution generated by sources such as ear buds, cell phones, or sporting events.
  • Applying and innovating:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Design and create a carnival game that applies the principles of projectile motion.
      • Collaboratively design an obstacle course that demonstrates Newton’s laws.
      • Using exemplars of First Peoples traditional dwellings, design your own heat-efficient structure.
      • Use research to present possible innovations to replace the internal combustion engine.
      • How has an understanding of physics influenced innovations in sports (e.g., technical clothing and/or materials, ski design, luge technique, bicycle gears, skate parks)?
  • Communicating:
    • Sample opportunities to support student inquiry:
      • Present and defend evidence to prove that an object has uniform or accelerated motion.
      • Visually represent the differences between scalar and vector quantities on a local map.
      • Model the reduction in friction on an object as the angle of inclination increases.
      • Create a model that demonstrates constructive and destructive interference of waves.
  • place: Place is any environment, locality, or context with which people interact to learn, create memory, reflect on history, connect with culture, and establish identity. The connection between people and place is foundational to First Peoples perspectives.
Concepts and Content: 
  • vector and scalar quantities
  • horizontal uniform and accelerated motion
  • projectile motion
  • contact forces and the factors that affect magnitude and direction
  • mass, force of gravity, and apparent weight
  • Newton’s laws of motion and free-body diagrams
  • balanced and unbalanced forces in systems
  • conservation of energy; principle of work and energy
  • power and efficiency
  • simple machines and mechanical advantage
  • applications of simple machines by First Peoples
  • electric circuits (DC), Ohm’s law, and Kirchhoff’s laws
  • thermal equilibrium and specific heat capacity
  • generation and propagation of waves
  • properties and behaviours of waves
  • characteristics of sound
  • resonance and frequency of sound
  • graphical methods in physics
Concepts and Content Elaborations: 
  • vector and scalar quantities:
    • addition and subtraction
    • right-angle triangle trigonometry
  • uniform and accelerated motion: graphical and quantitative analysis
  • projectile motion: 1D and 2D, including:
    • vertical launch
    • horizontal launch
    • angled launch
  • contact forces: for example, normal force, spring force, tension force, frictional force
  • Newton’s laws of motion:
    • First: the concept of mass as a measure of inertia
    • Second: net force from one or more forces
    • Third: actions/reactions happen at the same time in pairs
  • forces in systems:
    • one-body and multi-body systems
    • inclined planes
    • angled forces
    • elevators
  • power and efficiency:
    • mechanical and electrical (e.g., light bulbs, simple machines, motors, steam engines, kettle)
    • numerical examples (e.g., resistance, power, and efficiency in circuits)
  • simple machines: lever, ramp, wedge, pulley, screw, wheel and axle
  • electric circuits (DC), Ohm’s law, and Kirchhoff’s laws: including terminal voltage versus electromotive force (EMF) (e.g., safety, power distribution, fuses/breakers, switches, overload, short circuits, alternators)
  • thermal equilibrium: as an application of law of conservation of energy (e.g., calorimeter)
  • propagation of waves:
    • transverse versus longitudinal
    • linear versus circular
  • properties and behaviours:
    • properties: differences between the properties of a wave and the properties of the medium, periodic versus pulse
    • behaviours: reflection (open and fixed end), refraction, transmission, diffraction, interference, Doppler shift, standing waves, interference patterns, law of superposition
  • characteristics: for example, pitch, volume, speed, Doppler effect, sonic boom
  • frequency: for example, harmonic, fundamental/natural, beat frequency
  • graphical methods:
    • plotting of linear relationships given a physical model (e.g., uniform motion, resistance)
    • calculation of the slope of a line of best fit, including significant figures and appropriate units
    • interpolation and extrapolation data from a constructed graph (e.g., position, instantaneous velocity)
    • calculations and interpretations of area under the curve on a constructed graph (e.g., displacement, work)
Status: 
Update and Regenerate Nodes
Big Ideas FR: 
Le mouvement d’un objet peut être prédit, analysé et décrit.
Les forces influencent le mouvement d’un objet.
L’énergie se présente sous différentes formes, elle est conservée et elle possède la capacité d’accomplir un travail.
Les ondes mécaniques transportent l’énergie sans transporter de matière.
 
Big Ideas Elaborations FR: 
  • mouvement :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Comment pourrait-on modéliser le mouvement rectiligne uniforme et le mouvement rectiligne uniformément accéléré?
      • Comment pourrait-on modifier la trajectoire d’un projectile?
  • forces :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • En quoi l’application d’une force sur un objet modifie-t-elle le mouvement de celui-ci?
      • Comment les lois de Newton expliquent-elles les changements dans le mouvement des objets?
  • énergie :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Quelle est la relation entre le travail, l’énergie et la puissance d’un système?
      • Comment les lois de la conservation sont-elles appliquées dans les circuits en parallèle et en série?
      • Pourquoi le rendement d’une machine n’est-il jamais de 100 %?
  • ondes :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Quels facteurs influencent le comportement des ondes?
      • Comment pourrait-on étudier les relations entre les caractéristiques d’une onde et les propriétés du milieu où elle se propage?
      • Comment déterminer, à partir de différents instruments de musique, quels harmoniques il nous est donné d’entendre?
competencies_fr: 
Poser des questions et faire des prédictions
  • Poser des questions et faire des prédictions
  • Faire preuve d’une curiosité intellectuelle soutenue sur un sujet scientifique ou un problème qui revêt un intérêt personnel, local ou mondial
  • Faire des observations dans le but de formuler ses propres questions, d’un niveau d’abstraction croissant, sur des phénomènes naturels
  • Formuler de multiples hypothèses et prédire de multiples résultats
Planifier et exécuter
  • Planifier et exécuter
  • Planifier, sélectionner et utiliser, en collaboration et individuellement, des méthodes de recherche appropriées, y compris des travaux sur le terrain et des expériences en laboratoire, afin de recueillir des données fiables (qualitatives et quantitatives)
  • Évaluer les risques et aborder les questions éthiques, culturelles et environnementales liées à ses propres méthodes
  • Utiliser les unités SI et l’équipement adéquats, y compris des technologies numériques, pour recueillir et consigner des données de façon systématique et précise
  • Appliquer les concepts d’exactitude et de précision aux procédures expérimentales et aux données :
    • chiffres significatifs
    • incertitude
    • notation scientifique
Traiter et analyser des données et de l’information
  • Traiter et analyser des données et de l’information
  • Découvrir son environnement immédiat et l’interpréter
  • Recourir aux perspectives et connaissances des peuples autochtones, aux autres modes d’acquisition des connaissances et aux connaissances locales comme sources d’information
  • Relever et analyser les régularités, les tendances et les rapprochements dans les données, notamment en décrivant les relations entre les variables, en effectuant des calculs et en relevant les incohérences
  • Tracer, analyser et interpréter des graphiques, des modèles et des diagrammes
  • Appliquer ses connaissances des concepts scientifiques pour tirer des conclusions correspondant aux éléments de preuve
  • Analyser des relations de cause à effet
Évaluer
  • Évaluer
  • Évaluer ses méthodes et conditions expérimentales, notamment en déterminant des sources d’erreur ou d’incertitude et des variables de confusion, et en examinant d’autres explications et conclusions
  • Décrire des moyens précis d’améliorer ses méthodes de recherche et la qualité de ses données
  • Évaluer la validité et les limites d’un modèle ou d’une analogie décrivant le phénomène étudié
  • Être au fait de la fragilité des hypothèses, remettre en question l’information fournie et déceler les idées reçues dans son propre travail ainsi que dans les sources primaires et secondaires
  • Tenir compte de l’évolution du savoir attribuable au développement des outils et des technologies
  • Établir des liens entre les explorations scientifiques et les possibilités de carrière en sciences
  • Faire preuve d’un scepticisme éclairé et appuyer la réalisation de ses propres recherches ainsi que l’évaluation des conclusions d’autres travaux de recherche sur les connaissances et les découvertes scientifiques
  • Réfléchir aux conséquences sociales, éthiques et environnementales des résultats de ses propres recherches et d’autres travaux de recherche
  • Procéder à une analyse critique de l’information provenant de sources primaires et secondaires et évaluer les approches employées pour la résolution des problèmes
  • Évaluer les risques du point de vue de la sécurité personnelle et de la responsabilité sociale
Appliquer et innover
  • Appliquer et innover
  • Contribuer au bien-être des membres de la communauté, à celui de la collectivité et de la planète, ainsi qu’à son propre bien-être, en faisant appel à des méthodes individuelles ou des approches axées sur la collaboration
  • Concevoir, en coopération, des projets ayant des liens et des applications à l’échelle locale ou mondiale
  • Contribuer, par la recherche, à trouver des solutions à des problèmes locaux ou mondiaux
  • Mettre en pratique de multiples stratégies afin de résoudre des problèmes dans un contexte de vie réelle, expérimental ou conceptuel
  • Réfléchir à l’apport des scientifiques en matière d’innovation
Communiquer
  • Communiquer
  • Élaborer des modèles concrets ou théoriques pour décrire un phénomène
  • Communiquer des idées et des renseignements scientifiques, et possiblement suggérer un plan d’action ayant un objectif et un auditoire précis, en développant des arguments fondés sur des faits et en employant des conventions, des représentations et un langage scientifique adéquat
  • Exprimer et approfondir une variété d’expériences, de perspectives et d’interprétations du monde par rapport au « lieu »
Curricular Competencies Elaborations FR: 
  • Poser des questions et faire des prédictions :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Faire des observations afin de déterminer l’incidence de l’angle de tir sur la trajectoire d’un projectile.
      • Formuler une hypothèse quant aux facteurs qui influencent la force de frottement.
      • Donner des exemples de machines simples conçues par des peuples autochtones locaux.
      • Observer les similitudes et les différences entre les circuits en série et les circuits en parallèle.
      • Observer des ondes dans un cadre naturel (p. ex lacs, océans, rivières).
  • Planifier et exécuter :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Choisir l’équipement adéquat et définir les variables pertinentes qui permettront de déterminer expérimentalement l’accélération gravitationnelle.
      • Recueillir des données exactes et précises qui permettront de calculer la constante de rappel d’un ressort, en utilisant les unités adéquates.
      • Comparer le poids d’un objet mesuré dans un ascenseur immobile et dans un ascenseur qui subit une accélération (c.-à-d. poids apparent).
      • Mesurer la tension et le courant à l’aide d’instruments de mesure analogiques et numériques, en utilisant les unités adéquates.
      • À l’aide d’un calorimètre, recueillir des données exactes et précises qui permettront de calculer la capacité thermique massique.
      • Quelles sont les valeurs requises pour calculer la vitesse du son dans l’air?
  • Traiter et analyser des données et de l’information :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Dériver des équations et additionner ou soustraire graphiquement des vecteurs, afin de déterminer la résultante d’un phénomène physique (p. ex. déplacement d’un objet, variation du vecteur vitesse ou accélération d’un objet, équations de la force résultante).
      • Comparer une valeur expérimentale à une valeur théorique et calculer le pourcentage d’erreur, ou l’écart entre ces valeurs (p. ex. accélération gravitationnelle, coefficient de frottement).
      • Tracer les composantes orthogonales des forces agissant sur un objet posé sur une surface horizontale, sur un plan incliné.
      • Établir l’équation décrivant le mouvement d’un objet à partir d’un diagramme du corps libre.
      • Tracer et interpréter des diagrammes de circuits.
      • Relever des récurrences dans le comportement d’ondes se propageant dans des milieux aux propriétés différentes (p. ex. matériau, milieu ouvert ou fermé, densité).
  • Évaluer :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Relever les causes d’erreurs aléatoires et systématiques durant vos activités au laboratoire.
      • Explorer les hypothèses entourant le lien entre l’aire de surface et la force de frottement.
      • Quelles sont les limites des diagrammes du corps libre?
      • Quelles explications avez-vous à offrir lorsque vos données expérimentales indiquent que l’énergie n’est pas conservée?
      • Décrire les moyens d’optimiser l’exactitude et la précision de votre technique de lancement d’un projectile.
      • Réfléchir aux conséquences sociales et environnementales de la pollution par le bruit générée notamment par les écouteurs, les téléphones cellulaires ou la tenue d’événements sportifs.
  • Appliquer et innover :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Concevoir et fabriquer un jeu d’adresse qui s’appuie sur les principes de mouvement d’un projectile.
      • En équipe, concevoir un trajet de course à obstacles qui démontre les lois de Newton.
      • Concevoir une structure dont l’efficacité thermique est inspirée des modèles d’habitations traditionnelles autochtones.
      • En se basant sur des résultats de recherche probants, proposer des innovations qui pourraient éventuellement remplacer les moteurs à combustion interne.
      • Comment les avancées de la physique influencent-elles les innovations dans le domaine sportif (p. ex. vêtements ou matériaux de pointe, conception des skis, techniques de luge, accessoires de bicyclette, planchodromes)?
  • Communiquer :
    • Questions pour appuyer la réflexion de l’élève :
      • Proposer et défendre les éléments avancés pour prouver qu’un objet se déplace, soit selon un mouvement rectiligne uniforme, soit selon un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
      • À l’aide d’une carte de la région, représenter visuellement les différences entre une quantité scalaire et une quantité vectorielle.
      • Modéliser la relation entre la diminution de la force de frottement agissant sur un objet et l’augmentation de l’angle d’inclinaison.
      • Créer un modèle qui démontre les conditions d’interférences constructives et destructives des ondes.
  • « lieu » : Le lieu est tout environnement, localité ou contexte avec lesquels une personne interagit pour apprendre, se créer des souvenirs, réfléchir sur l’histoire, établir un contact avec la culture et forger son identité. Le lien entre l’individu et le lieu est un concept fondamental dans l’interprétation du monde des peuples autochtones.
content_fr: 
  • Quantités vectorielles et scalaires
  • Mouvement rectiligne uniforme et uniformément accéléré
  • Mouvement d’un projectile
  • Forces de contact et facteurs qui influent sur la grandeur et la direction
  • Masse, force gravitationnelle et poids apparent
  • Lois du mouvement de Newton et diagrammes du corps libre
  • Forces en équilibre et en déséquilibre dans un système
  • Conservation de l’énergie; principe du travail et de l’énergie
  • Puissance et rendement
  • Machines simples et avantage mécanique
  • Utilisation de machines simples par les peuples autochtones
  • Circuits électriques (CC), loi d’Ohm et lois de Kirchhoff
  • Équilibre thermique et capacité thermique massique
  • Génération et propagation des ondes
  • Caractéristiques et comportements des ondes
  • Caractéristiques du son
  • Résonance et fréquence du son
  • Méthodes graphiques en physique
content elaborations fr: 
  • Quantités vectorielles et scalaires :
    • addition et soustraction
    • trigonométrie du triangle rectangle
  • Mouvement rectiligne uniforme et uniformément accéléré : représentation graphique et analyse quantitative
  • Mouvement d’un projectile : 1D et 2D, y compris :
    • projectile lancé verticalement
    • projectile lancé horizontalement
    • projectile lancé obliquement
  • Forces de contact : p. ex. force normale, force de rappel d’un ressort, force de tension, force de frottement
  • Lois du mouvement de Newton :
    • première loi : la masse est une mesure du niveau d’inertie
    • deuxième loi : force nette résultant d’une ou de plusieurs forces
    • troisième loi : processus d’action-réaction qui affecte simultanément deux corps
  • Forces en équilibre et en déséquilibre dans un système :
    • système composé d’un corps simple et système multicorps
    • plans inclinés
    • forces angulaires
    • ascenseurs
  • Puissance et rendement :
    • mécanique et électrique (p. ex. ampoule électrique, machine simple, moteur, machine à vapeur, bouilloire)
    • exemples numériques (p. ex. résistance, puissance et rendement dans les circuits)
  • Machines simples : levier, plan incliné, coin, poulie, vis, roue et essieu
  • Circuits électriques (CC), loi d’Ohm et lois de Kirchhoff : y compris tension aux bornes et forces électromotrices (f.é.m.) (p. ex. sécurité, distribution de puissance, fusibles ou disjoncteurs, interrupteurs, surcharge, court-circuit, alternateurs)
  • Équilibre thermique : comme application de la loi de la conservation de l’énergie (p. ex. calorimètre)
  • propagation des ondes :
    • transversale et longitudinale
    • linéaire et circulaire
  • Caractéristiques et comportements :
    • caractéristiques : différences entre les propriétés d’une onde et celles du milieu, périodique et pulsée
    • comportements : réflexion (système ouvert ou fermé), réfraction, transmission, diffraction, interférence, décalage Doppler, ondes stationnaires, modèles d’interférence, principe de superposition
  • Caractéristiques p. ex. tonalité, volume, vitesse, effet Doppler, bang sonique
  • fréquence : p. ex. harmonique, fondamentale ou naturelle, fréquence de battement
  • Méthodes graphiques :
    • tracer le graphique de la relation linéaire d’un phénomène physique donné (p. ex. mouvement rectiligne uniforme, résistance)
    • calculer, avec des chiffres significatifs, la pente d’une droite de meilleur ajustement, en utilisant les unités adéquates
    • interpoler ou extrapoler des données à partir d’un graphique déjà construit (p. ex. position, vitesse instantanée)
    • calculer et interpréter l’aire sous la courbe d’un graphique déjà construit (p. ex. déplacement, travail)
PDF Only: 
Yes
Curriculum Status: 
2019/20
Has French Translation: 
Yes